2.2.1. Đặc điểm cụng nghệ và thiết bị
1) Khỏi niện về bia
Bia là một loại nước lõu đời cú từ hàng ngàn năm trước cụng nguyờn, khụng cú một quốc gia nào trờn thế giới khụng sản xuất hoặc khụng tiờu thụ bia,bia cú tỏc dụng làm mỏt cơ thể, nú mang lại cho người uống một cảm giỏc rất sản khoỏi và hấp dẫn. Trong bia cú chứa hệ enzyme phong phỳ và đặt biệt là enzyme khớch thớch hệ tiờu húa vỡ vậy khi uống bia với một lượng thớch hợp khụng những cú lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon dễ tiờu húa giảm được sự mệt mỏi sau khi làm việc. Mặc khỏc, khi uống bia sẽ làm tăng khả năng bài tiết nước tiểu, giỳp quỏ trỡnh giải độc cơ thể nhanh hơn. Khi đời sống kinh tế xó hội tăng thi nhu cầu uống bia của con người cũng tăng theo thỳc đẩy cụng nghệ sản xuất bia phỏt triển và cú những bước tiến nhảy vọt. Chớnh vỡ vậy cụng nghệ sản xuất bia cần được biết đến và cú những cải tiến mới về cụng nghiệp để mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà sản xuất, mang lại giỏ trị dinh dưỡng và chất lượng của bia cho người tiờu dựng. Bia thành phẩm cú chất lượng theo tiờu chuẩn bảng 2.2,
bảng 2.3.
- Bảng yờu cầu cảm quan:
Độ trong Bia trong suốt khụng cú vật thể lạ
Độ màu Màu vàng, sỏng đặc trưng của sản phẩm Trạng thỏi và độ bền bọt Bọt nở đều, xốp, rất bền khi lờn khỏi mặt
thoỏng, thời gian giữ bọt lõu
Mựi Cú mựi thơm dễ chịu, đặc trưng cho sản phẩm, khụng cú mựi lạ
Vị Vị hũa hợp, ờm dịu,dễ chịu, hoàn toàn đặc
trưng cho vị sản phẩm được sản xuất hoàn hảo
Cỏc chỉ tiờu Mức mong
muốn Mức chấp thuận
Độ hũa tan biểu kiến (oP )
2,2 2,3 2,3 2 2,5 2 2,6 2 27 Độ cồn (%, V/P) 4,9 4,5 5,3 4,7 4,8 5,1
Độ hũa tan nguyờn thủy (oP)
11,4 11,5 12,3 11,2 11,4 12 Hàm lượng CO2 (g/l) 5 5,5 5 5,5 5,0 4,8 4,8 4,8
Độ chua ml NaOH 0,1N 10ml bia (ml)
1,5 1,6 1,5 1,3 1,7 1,3 1,8 1,3 1,8 Độ màu (EBC) 6,5 7 7 6 7,5 6 8,5 6 8 Độ đắng (mg/l) 21 22 23 18 24 18 24 18 24 pH 4,2 4 4,4 Độ trong % (Neph) 10 < 20 Tổng số nấm men mốc Khụng cú Khụng cú Tổng số VSV hiếu khớ (khuẩn lạc/ml) 0 10
Diacetyl (tham khảo) < 0,1 < 0,1
2) Lịch sửphỏt triển ngành bia
a) Sản xuất bia trờn thế giới.
Bia là một trong cỏc đồ uống lõu đời nhất mà loài người đó tạo ra, cú niờn đại ớt nhất là từ thiờn niờn kỷ 5 TCN và đó được ghi chộp lại trong cỏc thư tịch cổ của Ai Cập cổđạivà Lưỡng Hà (Mesopotamia)
Giống như phần lớn cỏc chất chứa đườngkhỏc cú thể bị lờn men một cỏch tự nhiờn, rất cú thể là cỏc đồ uống tương tự như bia đó được phỏt minh một cỏch độc lập giữa cỏc nền văn minh trờn toàn thế giới. Việc kiểm định húa học cỏc bỡnh gốm cổ phỏt hiện ra rằng bia (tương tự như rượu vang) đó được sản xuất khoảng 7.000 năm trước ở khu vực ngày nay là Iran và là một trong số cỏc cụng nghệ sinh học đó biết, trong đú cỏc quy trỡnh sinh học của sự lờn men được ỏp dụng.
Tại Lưỡng Hà, chứng cứ lõu đời nhất về bia được cho là bức vẽ 6.000 năm tuổi của người Sumeria miờu tả những người đang uống một thứ đồ uống bằng cỏc cần hỳt bằng sậy từ thựng cụng cộng. Bia cũng được đề cập tới trong
Thiờn sử thi Gilgamesh, một bản trường ca 3.900 năm tuổi của người Sumeria để tỏ lũng tụn kớnh nữ thần Ninkasi, vị thần bảo trợ cho bia, nú chứa cụng thức làm bia cổ nhất cũn sút lại và miờu tả việc sản xuất bia từ lỳa mạch thụng qua bỏnh mỡ.[5][6]Bia đó trở thành thiết yếu đối với tất cả cỏc nền văn minh trồng ngũ cốc ở thế giới phương Tõy cổ xưa, đặc biệt là ở Ai Cậpvà Lưỡng Hà.[7]
Bia đó từng là quan trọng đối với người La Mó trong thời kỳ đầu, nhưng trong thời kỳ Cộng hũa La Móthỡ rượu vang đó thay thế bia như là một đồ uống chứa cồn được ưa chuộng hơn. Bia trở thành đồ uống được coi là thớch hợp cho những người man rợ; Tacitus đó viết một cỏch đầy chờ bai về bia được cỏc giống người Đức sản xuất trong thời đại của ụng.
Người Thraciacũng được biết là đó sử dụng bia sản xuất từ lỳa mạch đen, thậm chớ từ thế kỷ 5 TCN, như Hellanicos đó viết trong vở cỏc opờra. Tờn gọi cho bia của họ là brutos hay brytos.
Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia là một phỏt kiến tương đối mới: trong thời Trung cổ nhiều hỗn hợp khỏc của cỏc loại thảo mộc thụng thường được cho vào bia chứ khụng phải hoa bia. Cỏc hỗn hợp này thụng thường được gọi là gruit. Hoa bia đó được trồng tại Phỏp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ 9; văn bản cổ nhất cũn sút lại cú ghi chộp về việc sử dụng hoa bia trong bia cú niờn đại vào năm 1067 bởi nữ tu viện trưởng kiờm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định làm bia từ yến mạch, nú được chuẩn bị cựng hoa bia".
Tại chõu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong gia đỡnh. Vào thế kỷ 14và 15, việc sản xuất bia đó dần dần chuyển từ hoạt động gia đỡnh sang hoạt động thủ cụng, với cỏc quỏn bia và tu việnsản xuất bia của mỡnh hàng loạt để tiờu thụ.
Trong thế kỷ 15, ở Anh thỡ loại bia khụng cú hoa bia được biết đến như là
ale, cũn việc sử dụng hoabia thỡ đồ uống đú gọi là bia. Bia cú chứa hoa bia được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm nhất là từ năm 1400 ở Winchester, và hoa
bia đó được trồng trờn quốc đảo này từ năm 1428. Tớnh phổ biến của hoa bia ban đầu là hỗn hợp — Cụng ty bia rượu London đó đi xa tới mức ra thụng bỏo
"khụng hoa bia, khụng thảo mộc hoặc những gỡ khỏc tương tự được cho vào bất kỳ ale hay rượu (mựi) nào sẽ được sản xuất — mà chỉ cú liquor (nước), mạch nha, và men bia". Tuy nhiờn, vào thế kỷ 16, ale đó được dựng để chỉ cỏc loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, và tất cả ale và bia đềusử dụng hoa bia.
Hỡnh 2.20. Sản xuất bia thế kỷ 16.
Năm 1516, William IV, Cụng tước xứ Bavaria, đó thụng qua
Reinheitsgebot (Luật tinh khiết), cú lẽ là quy định về thực phẩm cổ nhất cũn ỏp dụng đến nay. Gebot quy định rằng thành phần của bia chỉ được bao gồm nước, lỳa mạch hoa bia, với men bia được bổ sung sau phỏt kiến của Louis Pasteur vào năm 1857. Luật của người Bavaria đó được ỏp dụng trong cả nước Đức như là một phần của nước Đức thống nhất năm 1871 thành Đế chế Đức dưới thời Otto von Bismarck, và kể từ đú đó được cập nhật để phản ỏnh xu hướng hiện đại trong sản xuất bia rượu. Cho đến nay, Gebot vẫn được coi là tiờu chuẩn của độ tinh khiết cho bia, mặc dự điều này cú thể gõy tranh cói. Phần lớn cỏc loại bia
được phỏt hiện ra một cỏch tỡnh cờ vào thế kỷ 16 sau khi bia được lưu trũ trong cỏc hầm lạnh một thời gian dài; kể từ đú nú đó được sản xuất nhiều hơn ale.
Với sự phỏt minh ra động cơ hơi nước năm 1765, cụng nghiệp húa sản xuất bia đó trở thành sự thật. Cỏc cải tiến mới trong cụng nghệ sản xuất bia đó xuất hiện cựng với sự ra đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19, đó cho phộp cỏc nhà sản xuất bia tăng tớnh hiệu quả và kiểm soỏt nồng độ cồn. Cho đến cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ yếu được làm khụ bằng lửa do đốt gỗ, than củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc. Núi chung, khụng cú loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt khỏi khúi sinh ra trong cỏc lũ sấy, và do đú cỏc loại bia thời kỳ đú cú thành phần hơi khúi trong hương vị của chỳng; cỏc chứng cứ chỉ ra rằng cỏc nhà sản xuất mạch nha và bia thường xuyờn phải cố gắng giảm thiểu sự ỏm khúi của bia thành phẩm. Sự phỏt minh ra lũ nướng hỡnh trống năm 1817 của Daniel Wheeler đó cho phộp tạo ra mạch nha nướng chớn kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất cỏc loại bia đen (porter và stout). Sự phỏt minh ra vai trũ của men bia trong quỏ trỡnh lờn men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur đó giỳp cho cỏc nhà sản xuất bia phương phỏp ngăn chặn vị chua của bia bởi cỏc loại vi
sinh vậtkhụng mong muốn.
Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đó phỏt triển kỹ thuật lờn men liờn tục. Morton lấy bằng sỏng chế cụng nghệ của ụng và nú là một cuộc cỏch mạng trong cụng nghiệp bia do nú làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đõy là 4 thỏng xuống cũn chưa đầy 24 giờ. Cụng nghệ của ụng vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay, bao gồm cả Guinness.
Ngày nay, cụng nghiệp bia là cụng việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm chủ yếu là cỏc tổ hợp được ra đời từ cỏc nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thỡ một số biến thỏi của nú cũng tồn tại, xuất phỏt từ thế giới phương Tõy, là cỏc loại bia đi qua cụng đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra cỏi gọi là bia khụng cồn.
b) Sản xuất bia tại Việt Nam
Ngành cụng nghiệp sản xuất bia Việt Nam cú lịch sử hơn 100 năm. Xưởng sản xuất bia đầu tiờn được đặt tờn là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một người Phỏp tờn là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thõn của nhà mỏy bia Sài Gũn, nay là Tổng cụng ty Bia Rượu Nước giải khỏt Sài Gũn. Ở miền Bắc, vào năm 1889, một người Phỏp tờn là Hommel đó mở xưởng bia ở Làng Đại Yờn, Ngọc Hà, sau trở thành nhà mỏy bia Hà Nội, nay là Tổng cụng ty Bia
Rượu Nước giải khỏt Hà Nội. Trong quỏ trỡnh hỡnh thành và phỏt triển, ngành sản xuất bia đó đạt mức tăng trưởng cao vào những năm của thời kỳ mở
cửa.Cựng với quỏ trỡnh hội nhập, ngành sản xuất bia phỏt triển về quy mụ và trỡnh độ cụng nghệ, trở thành một ngành cụng nghiệp cú thế mạnh khi Việt Nam gia nhập tổ chức WTO.
Việc đầu tư xõy dựng cỏc nhà mỏy bia được triển khai mạnh mẽ từ những năm 1990 trở lại đõy. Số cỏc nhà mỏy bia là 469 vào năm 1998 với cỏc quy mụ khỏc nhau từ 100.000 lớt/năm đến 100 triệu lớt/năm. Mức tiờu thụ bỡnh quõn đầu người tăng lờn nhanh chúng trong vũng 10 năm qua từ mức dưới 10 lớt/người năm vào năm 1997 đó đạt mức 18 lớt/người.năm vào năm 2006 như hỡnh 2.21
Theo số liệu thống kờ của Bộ Cụng nghiệp (nay là Bộ Cụng Thương) tổng sản lượng bia của Việt Nam qua 5 năm gần đõy thể hiện trong hỡnh 2. Mặc dự, đến năm 2005 số cơ sở sản xuất chỉ cũn 329, nhưng quy mụ của cỏc doanh nghiệp đó tăng lờn. Số liệu thống kờ cho thấy trong ngành sản xuất bia cú 3doanh nghiệp cú sản lượng trờn 100 triệu lớt/năm là Sabeco (năng lực sản xuất trờn 300 triệu lớt/năm), Habeco (trờn 200 triệu lớt/năm) và cụng ty liờn doanh nhà mỏy bia Việt Nam (trờn 100 triệu lớt/năm). Cú 15 doanh nghiệp bia cú cụng suất lớn hơn 15 triệu lớt và 19 doanh nghiệp cú sản lượng sản xuất thực tế trờn 20 triệu lớt. Khoảng 268 cơ sở cũn lại cú năng lực sản xuất dưới 1triệu lớt/năm
Theo lộ trỡnh phỏt triển dự kiến đến năm 2010 cả nước sẽ sản xuất khoảng
2,5 – 3 tỷ lớt bia và mức tiờu thụ bỡnh quõn đầu người khoảng 28-30
lớt/người/năm. Với tốc độ phỏt triển nhanh hiện nay, nhiều nhà mỏy bia bia mụ lớn đang được đầu tư và cũng kộo theo nhiều vấn đề nảy sinh như tiờu tốn tài nguyờn và ụ nhiễm mụi trường. Nếu ỏp dụng tiếp cận sản xuất sạch hơn ngay từ khi đầu tư cỏc nhà mỏy mới thỡ sẽ mang lại hiệu quả cao cho quỏ trỡnh sản xuất tại cỏc nhà mỏy mới này đồng thời phũng ngừa được rủi ro tỏc động mụi trường.
3) Nguyờn liệu sản xuất bia
Nguyờn liệu chớnh dựng cho sản xuất bia là Malt đại mạch, hoa Houblon và nước. Malt đại mạch là nguồn cung cấp chất hũa tan, hệ enzym quan trọng, cú tỏc dụng lớn trong quỏ trỡnh lọc dịch đường. Hoa houblon tạo nờn hương thơm và vị đắng đặc trưng mà chỉ sản phẩm bia mới cú. Nước chiếm phần lớn trong bia vỡ vậy nước là thành phần ảnh hưởng đến chất lượng bia rất lớn. Để hạ giỏ thành sản phẩm thỡ ta dựng nguyờn liệu thay thế một phần Malt đại mạch. Với điều kiện Việt Nam thỡ gạo là một nguyờn liệu thay thế rất tốt trong sản xuất bia. Lượng gạo thay thế là 25% là hoàn toàn cú thể sản xuất được bia chất lượng khỏ tốt, cú thể xuất khẩu được.
a) Malt
Malt đại mạch là nguyờn liệu chớnh số một dựng để sản xuất bia. Khoảng 1/3
đại mạch trờn thế giới được trồng để sản xuất bia. Đại mạch thuộc họ Hordeum
Sativum, cú một số ớt thuộc họ H.Muvirum, H.Jubatum. Đại mạch thường được gieo trồng vào mựa đụng hay mựa xuõn, được trồng nhiều ở Nga, Mỹ, Canada,
Phỏp, Nga… Đại mạch cú giống hai hàng và đại mạch đa hàng, trong đại mạch đa hàng lại gồm cú đại mạch 4 hàng và đại mạch 6 hàng. Tuy nhiờn chỉ cú đại mạch hai hàng được dựng trong sản xuất bia. Cũn đại mạch đa hàng chỉ dựng trong chăn nuụi và cỏc mục đớch khỏc. Hỡnh 2.23. Hỡnh ảnh Malt dựng trong sản xuất bia
Bảng 2.4: thành phần hoỏ học của malt
TT Thành phần hoỏ học của malt % chất khụ
1 Tinh bột 58 – 65
2 Đường khử 4
3 Saccarose 5
4 Pentose 1
5 Nitơ formol 0,7 – 1
6 Chất khoỏng 2,5
7 Pentozan khụng hoà tan và Hexozan 9
8 Cellulose 6
9 Cỏc chất chứa nitơ 10
10 Cỏc chất chứa nitơ khụng đụng tụ 2,5
11 Chất bộo 2,5
Chỉtiờu chất lượng của malt nấu bia
- Màu: cú màu vàng úng như rơm - Mựi: cú mựi thơm đặc trưng của malt
- Vị: ngọt
- Trạng thỏi: malt phải xốp và khụ - Tạp chất(%khối lượng) < 0.1
- Hạt góy(%khối lượng) < 0.5
- Hạt xẩm màu hai đầu(%khối lượng) < 0.01 b) Hoa Houblon
Hoa houblon là nguyờn liệu cơ bản, đứng vịtrớ thứhai (sau đại mạch). Nú được con người biết đến và sử dụng khoảng 3000 năm trước cụng nguyờn. Hoa houblon làm cho bia cú vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Do những tớnh năng cực kỳđặc biệt như vậy, cho nờn trải qua mấy thiờn niờn kỷ tồn tại và phỏt triển của ngành bia, hoa houblon vẫn giữđược vai trũ độc
tụn và là nguyờn liệu khụng thể thay thếtrong ngành cụng nghiệp sản xuất bia.
Trong cụng nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng loại hoa cỏi chưa thụ
phấn. Nếu hoa cỏi đó thụ phấn thỡ giỏ trị cụng nghiệp của chỳng giảm đi rất nhiều. Vỡ vậy người ta thường tiến hành loại bỏ ngay những cõy đực trong vườn houblon. Trong một giũ houblon cú cỏc bộ phận: trục, cỏnh và nhị hoa. Khi hoa bắt đầu chín thỡ ở bờn trong cỏnh hoa và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện cỏc hạt
0,15 – 0,25mm, chỳng dớnh vào cỏnh hoa và nhị hoa bằng những cuống rất mảnh và ngắn. Chớnh những hạt lupulin này là nguồn gốc chớnh sinh ra chất
đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon.